JP7260747B2 - Cutting inserts, indexable ball end mills - Google Patents
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本発明は、軸線回りに回転される刃先交換式ボールエンドミルのエンドミル本体の先端部に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサート、このような切削インサートがエンドミル本体のインサート取付座に着脱可能に取り付けられた刃先交換式ボールエンドミル、およびこのような刃先交換式ボールエンドミルのエンドミル本体に関するものである。 The present invention provides a cutting insert that is detachably attached to an insert mounting seat formed at the tip of an end mill body of an indexable ball end mill that rotates about its axis, and such a cutting insert is attached to the insert mounting seat of the end mill body. The present invention relates to a detachably mounted indexable ball end mill and an end mill body of such an indexable ball end mill.
このような刃先交換式ボールエンドミルに取り付けられる切削インサートとして、例えば特許文献1、2には、エンドミル本体の回転方向に向けられるすくい面と、このすくい面とは反対側を向いてインサート取付座の底面に着座される着座面と、これらすくい面と着座面との周囲に延びる逃げ面とを備えて、すくい面と逃げ面との交差稜線部には、すくい面に対向する方向から見た平面視において円弧状に延びる円弧状切刃部と、この円弧状切刃部に接するように延びる直線状切刃部とをそれぞれ備えた2つの切刃が、円弧状切刃部と直線状切刃部をすくい面の周方向に交互に位置させて形成されたものが記載されている。
As cutting inserts to be attached to such indexable ball end mills, for example,
ここで、これら特許文献1、2には、切削抵抗を低減するとともに切屑を分断するために、上記すくい面に、上記切刃に達して上記逃げ面に開口する凹溝状のニックを形成したものも記載されている。また、特許文献3には、着座面に対向する上面の稜線に主切刃と副切刃が対向して設けられてなるとともに、主切刃と副切刃は非対称とされて、主切刃の円弧状切刃部が副切刃の円弧状切刃部よりも長くて主たる切削を行うものとされ、さらに主切刃と副切刃は、側面視で着座面から離れる方向に突出する凸曲線状に形成されている刃先交換式ボールエンドミル用の切削インサートおよび刃先交換式ボールエンドミルが記載されている。
Here, in these
ところで、特許文献3に記載された切削インサートのように、切刃が、非対称な主切刃と副切刃を有して、主切刃の円弧状切刃部が副切刃の円弧状切刃部よりも長くされ、これら主切刃と副切刃が側面視で着座面から離れる方向に突出する凸曲線状に形成されている切削インサートにおいて、特許文献1、2に記載された切削インサートのようにすくい面にニックを形成した場合、このニックが、上述のような凸曲線状の切刃の着座面から最も凸となる最凸点と重なってしまうと、切刃はニックの端部から被削材に切り込まれることになる。
By the way, like the cutting insert described in
このため、切削加工時にニックの近傍の切刃に大きな切削負荷が作用すると、このニックの端部に応力が集中して切削インサートに欠損等の損傷を生じるおそれがある。特に、特許文献3に記載された切削インサートのように、主切刃の円弧状切刃部の周方向の長さが副切刃の円弧状切刃部の周方向の長さよりも長くて、主切刃の円弧状切刃部が主たる切削を行うものとされている場合に、この主切刃の円弧状切刃部のすくい面に形成されたニックが、主切刃の円弧状切刃部の着座面に対して最も凸となる主切刃最凸点と重なると、この重なったニックの端部には被削材への食い付き時に大きな衝撃的切削負荷が作用することになるため、このニックの端部から切削インサートに損傷が生じるおそれは一層高くなる。
Therefore, if a large cutting load acts on the cutting edge in the vicinity of the nick during cutting, stress is concentrated on the edge of the nick, which may cause damage such as chipping to the cutting insert. In particular, like the cutting insert described in
本発明は、このような背景の下になされたもので、特に主切刃がエンドミル回転方向に凸となる凸曲線状に形成された基本形状を有する刃先交換式ボールエンドミル用の切削インサートにおいて、主切刃に達して逃げ面に開口する凹溝状のニックをすくい面に形成した場合に、このニックの近傍の主切刃に大きな切削負荷が作用しても、ニックの端部から切削インサートに欠損等が生じるのを防ぐことが可能な切削インサートを提供するとともに、このような切削インサートを着脱可能に取り付けられた刃先交換式ボールエンドミル、およびこのような刃先交換式ボールエンドミルのエンドミル本体を提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background, and in particular, a cutting insert for an indexable ball end mill having a basic shape in which the main cutting edge is formed in a convex curved shape that is convex in the rotational direction of the end mill, When a concave groove-shaped nick that reaches the main cutting edge and opens to the flank face is formed on the rake face, even if a large cutting load acts on the main cutting edge near this nick, the edge of the nick will not reach the cutting insert. In addition to providing a cutting insert capable of preventing chipping, etc., an indexable ball end mill to which such a cutting insert is detachably attached, and an end mill body of such an indexable ball end mill intended to provide.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の切削インサートは、軸線回りに回転される刃先交換式ボールエンドミルのエンドミル本体の先端部に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサートであって、上記エンドミル本体の回転方向に向けられるすくい面と、このすくい面とは反対側を向いて上記インサート取付座の底面に着座される着座面と、これらすくい面と着座面との周囲に延びる逃げ面とを備え、上記すくい面と上記逃げ面との交差稜線部には、上記すくい面に対向する方向から見た平面視において円弧状に延びる円弧状切刃部と、この円弧状切刃部に接するように延びる直線状切刃部とをそれぞれ備えた2つの切刃が、上記円弧状切刃部と直線状切刃部を上記すくい面の周方向に交互に位置させて形成されており、上記2つの切刃のうち一方は主切刃とされるとともに他方は副切刃とされ、上記主切刃の円弧状切刃部は、上記副切刃の円弧状切刃部に対して等しい半径で周方向の長さが長く形成されていて、上記主切刃のすくい面には、該主切刃に達して上記逃げ面に開口する凹溝状のニックが形成されるとともに、少なくとも上記主切刃においては、上記円弧状切刃部が、上記ニックを除いて上記直線状切刃部から離れるに従い上記着座面側から離れた後に該着座面側に近づく凸曲線状に形成された基本形状を有しており、上記ニックは、上記主切刃の基本形状における円弧状切刃部が上記着座面に対して最も凸となる主切刃最凸点とは異なった位置に配置されており、上記主切刃においては、上記平面視に上記円弧状切刃部の中心を通り上記直線状切刃部に平行な回転軸回りの該主切刃の回転軌跡の上記回転軸に沿った断面において、上記回転軸のうち上記円弧状切刃部の中心から該円弧状切刃部における上記直線状切刃部との接点とは反対の端部側に延びる部分と、上記中心と上記主切刃最凸点とを結ぶ直線とが、43°~47°の範囲内の角度で交差していることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve these objects, the cutting insert of the present invention is attached to and detached from an insert mounting seat formed at the tip of the end mill body of an indexable ball end mill that rotates about its axis. A removably mounted cutting insert, comprising: a rake face oriented in the direction of rotation of the end mill body; a seating face opposite to the rake face and seated on the bottom surface of the insert mounting seat; and a flank extending around the seating surface, and an arc-shaped cutting edge extending in an arc shape in a plan view viewed from the direction facing the rake surface at the intersection ridgeline between the rake surface and the flank surface. and a linear cutting edge portion extending in contact with the arcuate cutting edge portion. One of the two cutting edges is a major cutting edge and the other is a minor cutting edge. The rake face of the main cutting edge has a concave groove that reaches the main cutting edge and opens to the flank face. is formed, and at least in the main cutting edge, the arc-shaped cutting edge portion moves away from the seating surface side as it separates from the linear cutting edge portion except for the nick, and then moves away from the seating surface side. The nick is the most convex of the main cutting edge where the arc-shaped cutting edge portion in the basic shape of the main cutting edge is the most convex with respect to the seating surface. The main cutting edge is arranged at a position different from the point, and in the above main cutting edge, the major cutting edge around the rotation axis passing through the center of the arc-shaped cutting edge portion in the plan view and parallel to the linear cutting edge portion In the cross section along the rotation axis of the rotation locus of, from the center of the arc-shaped cutting edge portion of the rotation axis to the end side opposite to the contact point of the arc-shaped cutting edge portion with the linear cutting edge portion and a straight line connecting the center and the most convex point of the main cutting edge intersect at an angle within the range of 43° to 47°.
また、本発明の刃先交換式ボールエンドミルは、このように構成された切削インサートが、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部に形成されたインサート取付座に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。さらに、本発明のエンドミル本体は、軸線回りに回転されるエンドミル本体であって、先端部に形成されたインサート取付座に、上述のように構成された切削インサートが着脱可能に取り付けられ、上記インサート取付座の底面には、上記溝部の壁面が当接させられる凸部が突出していることを特徴とする。 Also, in the indexable ball end mill of the present invention, the cutting insert configured as described above is detachably attached to an insert mounting seat formed at the tip of the end mill body that rotates around the axis. Characterized by Further, the end mill main body of the present invention is an end mill main body that rotates about an axis, wherein a cutting insert configured as described above is detachably attached to an insert mounting seat formed at a tip portion, and the insert The bottom surface of the mounting seat is characterized by projecting a convex portion with which the wall surface of the groove portion abuts.
このように構成された切削インサートおよび刃先交換式ボールエンドミルにおいては、周方向の長さが副切刃の円弧状切刃部よりも長くされた主切刃の円弧状切刃部において、上記ニックが、この主切刃の基本形状における円弧状切刃部が着座面に対して最も凸となる主切刃最凸点とは異なった位置に配置されており、主切刃がニックの端部から被削材に切り込まれることがない。 In the cutting insert and indexable ball end mill configured as described above, the arc-shaped cutting edge portion of the major cutting edge, which is longer in the circumferential direction than the arc-shaped cutting edge portion of the minor cutting edge, has the nick However, in this basic shape of the main cutting edge, the arc-shaped cutting edge is arranged at a position different from the most convex point of the main cutting edge with respect to the seating surface. It will not cut into the work material from the
このため、主切刃によって主たる切削が行われる場合に大きな切削負荷が作用しても、主切刃の食い付き時にニックの端部に大きな衝撃的切削負荷が作用することはなく、このニックの端部から切削インサートに欠損等の損傷が生じるのを防止することができる。従って、上記構成の切削インサートおよび刃先交換式ボールエンドミルによれば、長期に亙って安定した切削加工を行うことが可能となる。 For this reason, even if a large cutting load acts when the main cutting is performed by the main cutting edge, a large impact cutting load does not act on the edge of the nick when the main cutting edge bites, and the nick does not. It is possible to prevent the cutting insert from being damaged such as chipping from the end. Therefore, according to the cutting insert and the indexable ball end mill configured as described above, it is possible to perform stable cutting over a long period of time.
なお、上記主切刃の少なくとも1つのニックは、上記主切刃最凸点よりも、上記円弧状切刃部と上記直線状切刃部との接点とは反対の端部側に配置されていることが望ましい。これにより、主切刃の円弧状切刃部の主切刃最凸点から被削材に切り込まれることにより生成される切屑が伸延する前や、幅広となる前に分断することができ、確実な切削抵抗の低減を図ることができる。 At least one nick of the main cutting edge is arranged on the end side opposite to the point of contact between the arc-shaped cutting edge portion and the linear cutting edge portion from the main cutting edge maximum convex point. It is desirable to be As a result, the chips generated by cutting into the work material from the arcuate cutting edge portion of the arc-shaped cutting edge portion of the main cutting edge can be divided before the chips are elongated or widened. Reduction in cutting resistance can be assured.
さらに、上記主切刃においては、上記平面視に上記円弧状切刃部の中心を通り上記直線状切刃部に平行な回転軸回りの該主切刃の回転軌跡の上記回転軸に沿った断面において、上記回転軸のうち上記円弧状切刃部の中心から該円弧状切刃部における上記直線状切刃部との接点とは反対の端部側に延びる部分と、上記中心と上記主切刃最凸点とを結ぶ直線とが、43°~47°の範囲内の角度で交差していることが望ましい。 Further, in the main cutting edge, the rotational trajectory of the main cutting edge around the rotational axis that passes through the center of the arc-shaped cutting edge portion in plan view and is parallel to the linear cutting edge portion is along the rotational axis. In a cross section, a portion of the rotating shaft extending from the center of the arc-shaped cutting edge toward the end opposite to the point of contact with the linear cutting edge of the arc-shaped cutting edge, It is desirable that the straight line connecting the point of maximum convexity of the cutting edge intersects at an angle within the range of 43° to 47°.
この角度が47°を上回る範囲にあったり、43°を下回る範囲にあったりすると、主切刃最凸点が円弧状切刃部における直線状切刃部との接点側、あるいはこの接点とは反対の端部側に位置しすぎてしまい、主切刃の円弧状切刃部が刃先交換式ボールエンドミルの後端外周側や先端内周側から被削材に切り込まれることになって、切削抵抗を十分に低減することができなくなるおそれがある。 If this angle is in the range of more than 47° or less than 43°, the most convex point of the major cutting edge is on the contact side of the arc-shaped cutting edge with the linear cutting edge, or on the contact point with this contact. If it is positioned too far on the opposite end side, the arc-shaped cutting edge of the main cutting edge will cut into the work material from the outer circumference of the rear end or the inner circumference of the tip of the indexable ball nose end mill. There is a possibility that the cutting resistance cannot be sufficiently reduced.
一方、上記副切刃のすくい面にも、該副切刃に達して上記逃げ面に開口する凹溝状のニックが形成されるとともに、上記副切刃の円弧状切刃部は、上記ニックを除いて該副切刃の直線状切刃部から離れるに従い上記着座面側から離れた後に該着座面側に近づく凸曲線状に形成された基本形状を有している場合には、上記副切刃のニックは、上記逃げ面への開口部において上記着座面側に最も凹んだ位置が、この副切刃の基本形状における円弧状切刃部が上記着座面に対して最も凸となる副切刃最凸点とは異なる位置に配置されていることが望ましい。 On the other hand, the rake face of the minor cutting edge is also formed with a groove-shaped nick that reaches the minor cutting edge and opens onto the flank face. Except for the above, if the secondary cutting edge has a basic shape formed in a convex curve that moves away from the seating surface side and then approaches the seating surface side as it moves away from the linear cutting edge portion, The nick of the cutting edge is such that the most recessed position toward the seating surface in the opening to the flank is the sub cutting edge where the arc-shaped cutting edge in the basic shape of the sub cutting edge is the most convex with respect to the seating surface. It is desirable that it be arranged at a position different from the point of maximum convexity of the cutting edge.
周方向の長さが主切刃の円弧状切刃部よりも短くなることになる副切刃の円弧状切刃部においては、主切刃よりも作用する切削負荷が小さいので、副切刃のニックの着座面側に最も凹んだ位置が、副切刃の円弧状切刃部が着座面に対して最も凸となる副切刃最凸点と一致せずに異なる位置に配置されていれば、副切刃のニックの端部からの欠損等の損傷が切削インサートに発生するのを防ぐことができる。ただし、副切刃においても、主切刃のようにニックの全体が副切刃最凸点とは異なった位置に配置されるのが、勿論より望ましい。 Since the cutting load acting on the arc-shaped cutting edge portion of the minor cutting edge is smaller than that of the major cutting edge, the minor cutting edge The most recessed position of the nick on the seating surface side should not coincide with the most convex point of the minor cutting edge where the arc-shaped cutting edge of the minor cutting edge is most convex with respect to the seating surface. Thus, it is possible to prevent the cutting insert from being damaged such as chipping from the edge of the nick of the minor cutting edge. However, it is of course more desirable for the minor cutting edge to dispose the entire nick at a position different from the most convex point of the minor cutting edge, as in the case of the major cutting edge.
なお、このような副切刃のニックは、上記逃げ面への開口部において上記着座面側に最も凹んだ位置が、主切刃の円弧状切刃部のニックとは逆に、上記副切刃最凸点よりも、該副切刃の上記円弧状切刃部と上記直線状切刃部との接点側に配置されていることが望ましい。すなわち、副切刃の円弧状切刃部は主切刃の円弧状切刃部よりも周方向の長さが短いので、こうして副切刃のニックの着座面側に最も凹んだ位置を副切刃の円弧状切刃部と直線状切刃部との接点側に配置することにより、副切刃の円弧状切刃部によって生成される切屑を略等しい幅に分断することが可能となる。 It should be noted that such a nick of the minor cutting edge is such that the most recessed position toward the seating surface in the opening to the flank face is opposite to the nick of the arcuate cutting edge portion of the major cutting edge. It is desirable that the contact point between the arcuate cutting edge portion and the linear cutting edge portion of the minor cutting edge be located on the contact side of the blade's most convex point. That is, since the arc-shaped cutting edge portion of the minor cutting edge is shorter in the circumferential direction than the arc-shaped cutting edge portion of the major cutting edge, the position of the minor cutting edge that is most recessed toward the seating surface side of the nick is the minor cutting edge. By arranging it on the contact side of the arc-shaped cutting edge portion and the linear cutting edge portion of the blade, it is possible to divide the chips generated by the arc-shaped cutting edge portion of the minor cutting edge into substantially equal widths.
さらに、上記副切刃においても、上記平面視に上記円弧状切刃部の中心を通り上記直線状切刃部に平行な回転軸回りの該副切刃の回転軌跡の上記回転軸に沿った断面において、上記回転軸のうち上記円弧状切刃部の中心から該円弧状切刃部における上記直線状切刃部との接点とは反対の端部側に延びる部分と、上記中心と上記副切刃最凸点とを結ぶ直線とが、43°~47°の範囲内の角度で交差していることが望ましい。 Furthermore, in the minor cutting edge, the rotational locus of the minor cutting edge around the rotational axis that passes through the center of the arc-shaped cutting edge portion in plan view and is parallel to the linear cutting edge portion along the rotational axis In a cross section, a portion of the rotating shaft extending from the center of the arc-shaped cutting edge toward the end opposite to the point of contact with the linear cutting edge of the arc-shaped cutting edge, the center and the secondary It is desirable that the straight line connecting the point of maximum convexity of the cutting edge intersects at an angle within the range of 43° to 47°.
主切刃の円弧状切刃部の主切刃最凸点と同様に、この角度が47°を上回る範囲にあったり、または43°を下回る範囲にあったりすると、副切刃最凸点が円弧状切刃部における直線状切刃部との接点側、あるいはこの接点とは反対の端部側に位置しすぎてしまい、副切刃の円弧状切刃部が刃先交換式ボールエンドミルの後端外周側や先端内周側から被削材に切り込まれることになって、切削抵抗を十分に低減することができなくなるおそれがある。 Similar to the major cutting edge convexity point of the arc-shaped cutting edge portion of the major cutting edge, when this angle is in the range exceeding 47° or in the range below 43°, the minor cutting edge convexity point The arc-shaped cutting edge is positioned too far on the side of the contact with the linear cutting edge, or on the end opposite to this contact, and the arc-shaped cutting edge of the minor cutting edge is positioned behind the indexable ball end mill. Since the workpiece is cut from the outer peripheral side of the end or the inner peripheral side of the tip, there is a possibility that the cutting resistance cannot be sufficiently reduced.
以上説明したように、本発明によれば、主切刃の円弧状切刃部がニックの端部から被削材に切り込まれるのを避けることができるので、主たる切削を行う主切刃の被削材への食い付きの際にニックの端部に大きな衝撃的切削負荷が作用して切削インサートに欠損等の損傷が生じるのを防ぐことができ、長期に亙って安定した切削加工を行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the arc-shaped cutting edge portion of the main cutting edge from cutting into the work material from the end of the nick. When biting into the work material, a large impact cutting load acts on the edge of the nick, which can prevent damage such as chipping of the cutting insert. can be done.
図1~図8は、本発明の切削インサートの一実施形態を示すものであり、図9~図12は、この実施形態の切削インサートを2つ、インサート取付座に取り付けた本発明の刃先交換式ボールエンドミルおよびエンドミル本体の一実施形態を示すものであり、図13および図14は、この実施形態の刃先交換式ボールエンドミルにおける2つの切削インサートの位置関係を示すものである。 FIGS. 1 to 8 show one embodiment of the cutting insert of the present invention, and FIGS. 9 to 12 show two cutting inserts of this embodiment attached to an insert mounting seat. 13 and 14 show the positional relationship of two cutting inserts in the indexable ball end mill of this embodiment.
本実施形態の切削インサート1は、超硬合金等の硬質材料により、図2に示すように平面視において木の葉形の板状に形成されている。この切削インサート1の上面が上述のような木の葉形のすくい面2とされる。また、このすくい面2とは反対側を向く下面はすくい面2と略相似形に形成された木の葉形で上記インサート取付座の底面に着座される平坦な着座面3とされ、これらすくい面2と着座面3との間において周囲に延びる側面は逃げ面4とされている。
The cutting
すくい面2と逃げ面4との交差稜線部には、すくい面2に対向する方向から見た平面視において図2に示すように円弧状に延びる円弧状切刃部5a、6aと、この円弧状切刃部5a、6aに接するように延びる直線状切刃部5b、6bとをそれぞれ備えた2つの切刃が、これら円弧状切刃部5a、6aと直線状切刃部5b、6bをすくい面2の周方向に交互に位置させて形成されている。これら2つの切刃のうち一方の第1の切刃は主切刃5とされ、他方の第2の切刃は副切刃6とされる。
At the intersection ridgeline between the
また、逃げ面4は、すくい面2から着座面3側に向かうに従い切削インサート1の内周側に向かうように傾斜しており、本実施形態の切削インサート1はポジティブタイプの切削インサートとされている。さらに、すくい面2と着座面3の中央部には、切削インサート1を貫通するように形成された断面円形の取付孔7が開口しており、この取付孔7の内周面のすくい面2側の部分の内径は、着座面3側に向かうに従い縮径するように形成されている。
Further, the
ここで、すくい面2に対向する上記平面視において、主切刃5の円弧状切刃部5aは略1/4円弧状をなしている。これに対して、副切刃6の円弧状切刃部6aは、主切刃5の円弧状切刃部5aと等しい半径で、ただし周方向の長さ主切刃5の円弧状切刃部5aよりも短くされており、すなわち1/4円弧よりも短い円弧状に形成されている。また、これに伴って、主切刃5の直線状切刃部5bは、逆に副切刃6の直線状切刃部6bよりも短くされている。すなわち、本実施形態の切削インサート1は、取付孔7の中心線回りに180°回転対称とはされておらず、非対称とされている。
Here, in the plan view facing the
なお、これら主切刃5と副切刃6の直線状切刃部5b、6bは、上記平面視において主切刃5の円弧状切刃部5aと副切刃6の直線状切刃部6bとが交差するすくい面2の第1の端部2aから主切刃5の直線状切刃部5bと副切刃6の円弧状切刃部6aとが交差するすくい面2の第2の端部2bに向かうに従い互いに近づくように延びている。また、これら第1、第2の端部2a、2bは、主切刃5と副切刃6の円弧状切刃部5a、6aと直線状切刃部5b、6bとに鈍角に交差する面取り状に形成されている。なお、第1の端部2aは、第2の端部2bよりも着座面3の近くに位置している。
The linear
さらに、これら主切刃5と副切刃6の円弧状切刃部5a、6aは、後述するニックを除いて、それぞれの直線状切刃部5b、6bから離れるに従い上記着座面3側から離れた後に該着座面3側に近づく凸曲線状の基本形状有するように形成されており、これらの円弧状切刃部5a、6aがなす凸曲線が着座面3に対して最も離れて凸となる点(着座面3から最も突出した最突点)が、それぞれ主切刃最凸点S5および副切刃最凸点S6となる。なお、主切刃5と副切刃6の直線状切刃部5b、6bは、逃げ面4に対向する方向から見た側面視においても、図4および図6に示すように円弧状切刃部5a、6aがなす凸曲線に接して、円弧状切刃部5a、6aから離れるに従い着座面3側に近づく略直線状に延びている。
Further, the arcuate
ここで、上記主切刃5においては、上記平面視に円弧状切刃部5aの中心Pを通り、直線状切刃部5bに平行な回転軸(後述するエンドミル本体11の軸線O)回りの主切刃5の回転軌跡の上記回転軸に沿った断面において、図14の右側に示すように、上記回転軸のうち円弧状切刃部5aの中心Pから円弧状切刃部5aにおける直線状切刃部5bとの接点Q5とは反対の端部側(第1の端部2a側。刃先交換式ボールエンドミルにおいては、後述するエンドミル本体11の先端側)に延びる部分と、中心Pと主切刃最凸点S5とを結ぶ直線L5とが、43°~47°の範囲内の角度θ5で交差している。本実施形態では、この角度θ5は45°とされている。
Here, in the
また、上記副切刃6においても、図14の左側に示すように(ただし、図4の左側の図は着座面3側から見た底面図である。)、上記平面視に主切刃5の円弧状切刃部5aの中心Pと一致する円弧状切刃部6aの中心Pを通り、直線状切刃部6bに平行な回転軸(同じく、後述するエンドミル本体11の軸線O)回りの副切刃6の回転軌跡の上記回転軸に沿った断面において、上記回転軸のうち円弧状切刃部6aの中心Pから円弧状切刃部6aにおける直線状切刃部6bとの接点Q6とは反対の端部側(第2の端部2b側。同じく、刃先交換式ボールエンドミルにおいては、後述するエンドミル本体11の先端側)に延びる部分と、中心Pと副切刃最凸点S6とを結ぶ直線L6とが、43°~47°の範囲内の角度θ6で交差している。本実施形態では、この角度θ6も45°とされている。
14 (however, the left side of FIG. 4 is a bottom view of the
さらに、すくい面2の中央部における上記取付孔7の開口部の周辺には、主切刃5や副切刃6よりも着座面3から離れる方向に突出した上記平面視に略楕円状をなす突部2cが形成されている。この突部2cの上端面は着座面3と平行な平坦面とされていて、取付孔7はこの突部2cの上端面に開口している。さらにまた、この突部2cの外周面は上記上端面側に向かうに従いすくい面2の内側に向かうように傾斜している。また、すくい面2は、主切刃5および副切刃6から離れて該すくい面2の内側に向かうに従い着座面3側に延びた後に凹曲面状をなして突部2cの上記外周面に連なっている。
Further, around the opening of the mounting
さらにまた、主切刃5と副切刃6の直線状切刃部5b、6bに連なる逃げ面4は、上述のように傾斜する平面状に形成されている。一方、主切刃5と副切刃6の円弧状切刃部5a、6aに連なる逃げ面4は、すくい面2側ではこれら円弧状切刃部5a、6aに沿って切削インサート1の周方向に湾曲しており、ただし主切刃5の円弧状切刃部5aの逃げ面4の着座面3側には、図3および図5、図6に示すように平面状に傾斜した平面部4aが形成されている。
Furthermore, the
また、上記着座面3には溝部8が形成されている。ここで、本実施形態では、着座面3に垂直に対向する方向から見た底面視において図3に示すように、第1、第2の2つの溝部8A、8Bが、着座面3における取付孔7の開口部と間隔をあけて、この開口部を間にして互いに反対側に形成されている。第1の溝部8Aは取付孔7の開口部よりもすくい面2の第1の端部2a側に形成され、第2の溝部8Bはすくい面2の第2の端部2b側に形成されている。
A
これらの溝部8は、該溝部8が延びる方向に直交する断面が、取付孔7が延びる方向に偏平した略長方形状に形成されており、すなわち着座面3に略垂直な方向に延びて互いに対向する第1、第2の2つの壁面8a、8bと、これら第1、第2の壁面8a、8bの間に延びる着座面3に平行な底面8cとを備えている。各溝部8の第1の壁面8aはすくい面2の第1の端部2a側を向いており、第2の壁面8bはすくい面2の第2の端部2b側を向いている。なお、第1、第2の壁面8a、8bと着座面3との交差稜線部は凸曲面によって面取りされ、第1、第2の壁面8a、8bと底面8cとが交差する隅角部は凹曲面状に形成されている。
These
また、上記第1の溝部8Aは、副切刃6の直線状切刃部6bに連なる逃げ面4に開口するとともに、主切刃5の円弧状切刃部5aに連なる逃げ面4には開口しない止まり溝状に形成されている。この第1の溝部8Aにおける主切刃5の円弧状切刃部5a側の端部は、上記底面8cから凹曲面をなすようにして着座面3に連なっている。さらに、この第1の溝部8Aでは、第1、第2の壁面8a、8bは上記底面視において互いに平行に延びており、すなわち第1の溝部8Aの溝幅は一定であって、第1の溝部8Aにおける主切刃5の円弧状切刃部5a側の上記端部は、これら第1、第2の壁面8a、8bに直交するように延びていて、第1の溝部8Aは着座面3に対向する方向から見て概略台形状に形成されている。
The
一方、第2の溝部8Bは、本実施形態では主切刃5の直線状切刃部5bに連なる逃げ面4と副切刃6の円弧状切刃部6aに連なる逃げ面4との双方に開口する貫通溝状に形成されている。本実施形態では、この第2の溝部8Bは、第2の溝部8Bが延びる方向の一端側から他端側に向けて溝幅が狭くなる幅狭部9を有している。ここで、本実施形態では、主切刃5の直線状切刃部5bに連なる逃げ面4側が第2の溝部8Bの一端側とされるとともに、副切刃6の円弧状切刃部6aに連なる逃げ面4側が他端側とされている。
On the other hand, in this embodiment, the
また、図3に示すように、本実施形態では第2の溝部8Bの全体が、この幅狭部9とされている。この幅狭部9は、本実施形態では溝幅が狭くなる割合が第2の溝部8Bの一端側から他端側に向けて一定とされている。すなわち、第2の溝部8Bの第1、第2の壁面8a、8bは、上記底面視において一端側から他端側に向かうに従い直線状をなして互いに接近するように形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, the entire
さらに、上記副切刃6の円弧状切刃部6aに連なる逃げ面4への第2の溝部8Bの開口部は、上記副切刃最凸点S6よりも副切刃6の直線状切刃部6b側に位置している。具体的には、上記底面視において、上記副切刃最凸点S6と副切刃6の円弧状切刃部6aがなす円弧の中心Pとを結ぶ上記直線L6と、副切刃6の直線状切刃部6b側を向く第2の溝部8Bの第1の壁面8aと逃げ面4との交差稜線部(面取り部分を除く)の着座面3側への端部と上記中心Pとを結ぶ直線(図示略)とがなす第1の交差角が5°~60°の範囲とされている。
Furthermore, the opening of the
なお、上記幅狭部9の他端(本実施形態では第2の溝部8Bの他端)における溝幅W1(図示略)は、この幅狭部9を有する溝部(第2の溝部8B)の他端側に位置する円弧状切刃部(副切刃6の円弧状切刃部6a)の着座面3側から見た半径r(図示略)に対して0.05×r~0.18×rの範囲とされ、例えば1mm~7mmの範囲とされている。ただし、円弧状切刃部6aの着座面3側から見た形状が円弧からずれた形状になっている場合は、そのずれた形状に対して最も近接した円弧を仮想的に描いて、この仮想の円弧から半径rを求めることにする。
The groove width W1 (not shown) at the other end of the narrow portion 9 (the other end of the
これに対して、幅狭部9の一端における溝幅W2(図示略)は、W2>W1で、幅狭部9を有する溝部(第2の溝部8B)の他端側に位置する円弧状切刃部(副切刃6の円弧状切刃部6a)の着座面3側から見た底面視、またはすくい面2側から見た平面視の半径rに対して0.10×r~0.30×rの範囲で、主切刃5の直線状切刃部5bの上記平面視または底面視における長さR(図示略)に対しては0.10×R~0.32×Rの範囲とされている。
On the other hand, the groove width W2 (not shown) at one end of the
なお、これらの溝幅W1、W2は、第1、第2の壁面8a、8bが着座面3に対向する方向から見た底面視において直線状に延びている場合は、これら第1、第2の壁面8a、8bがなす直線の二等分線に垂直な方向の幅であり、一方の溝壁面(例えば、第1の壁面8a)が曲線状であって、他方の溝壁面(例えば、第2の壁面8b)が直線状である場合は、直線状の溝壁面に垂直な方向の幅である。
Note that when the first and second wall surfaces 8a and 8b extend linearly in a bottom view viewed from the direction facing the
そして、このような切削インサート1において、主切刃5のすくい面2には、主切刃5に達して逃げ面4に開口する凹溝状のニック10が形成されており、この主切刃5のニック10は、上記主切刃最凸点S5とは異なった位置に配置されている。また、本実施形態では、副切刃6のすくい面2にも、副切刃6に達して逃げ面4に開口する凹溝状のニック10が形成されており、この副切刃6のニック10も、副切刃最凸点S6とは異なった位置に配置されている。
In such a
本実施形態おいてニック10は、逃げ面4に対向する方向から見てすくい面2を凹円弧等の凹曲線状に切り欠くようにして凹溝状に形成されたものであり、着座面3との間隔はすくい面2の内側に向かうに従い漸次大きくなるようにされて、突部2cの上端面に至る手前ですくい面2から切れ上がるように形成されている。このニック10の逃げ面4への開口部の着座面3側に最も凹んだ上記位置Mを通り、すくい面2の内側に向けて着座面3との間隔が小さい部分を繋いだ谷底線は、すくい面2に対向する平面視において切刃に略直交するように延びている。なお、ニック10とすくい面2との境界部は、逃げ面4への開口部に亙って凸曲面状に丸められている。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、1つの切刃(主切刃5および副切刃6)について複数(2つ)ずつのニック10が間隔をあけて形成されている。このうち、主切刃5の2つのニック10は、いずれも円弧状切刃部5aに達するように形成されており、副切刃6のニック10は、1つが円弧状切刃部6aに達するとともに、残りの1つは直線状切刃部6bに達するように形成されている。
Further, in this embodiment, a plurality of (two)
これらのニック10は、2つの切削インサート1を、互いの主切刃5と副切刃6の円弧状切刃部5a、6aの中心Pを一致させるとともに、これらの円弧状切刃部5a、6aと直線状切刃部5b、6bを重ね合わせて見た場合に、重ね合わされた一方の切削インサート1の主切刃5に達するニック10と他方の切削インサート1の副切刃6に達するニック10とが、互いに重なり合わずに、ニック10の間に延びる切刃と重なり合うように形成されている。
These
さらに、これら主切刃5と副切刃6のニック10は、逃げ面4への開口部において着座面3側に最も凹んだ位置Mが、すくい面2側からの透視図において図14に示すように、上記溝部8の逃げ面4への開口部とは異なる位置に配置されている。本実施形態では、着座面3側に最も凹んだ上記位置Mだけではなく、逃げ面4への開口部全体が、すくい面2側からの透視図において図14に示したように、溝部8の逃げ面4への開口部と重なり合わないように形成されている。ただし、副切刃6に達するニック10は、着座面3側に最も凹んだ位置Mから離れた縁部がすくい面2側からの透視図において溝部8の逃げ面4への開口部と僅かに重なり合っていてもよい。
Furthermore, the
さらにまた、本実施形態では、主切刃5においては、すくい面2側からの透視図において、ニック10は、逃げ面4への開口部における着座面3側に最も凹んだ位置Mが、溝部8の開口部よりも、円弧状切刃部5aにおける直線状切刃部5bとの接点Q5とは反対の上記第1の端部2a側に配置されている。特に、本実施形態では上述のように、主切刃5において、上述のように直線状切刃部5bの逃げ面4だけに溝部8(第2の溝部8B)が開口しているのに対し、ニック10は2つとも円弧状切刃部5aのすくい面2に形成されている。
Furthermore, in this embodiment, in the
また、本実施形態では、主切刃5の少なくとも1つのニック10は、主切刃最凸点S5よりも、円弧状切刃部5aと直線状切刃部5bとの接点Q5とは反対の第1の端部2a側に配置されている。具体的には、本実施形態における主切刃5に達するように形成された2つのニック10は、主切刃最凸点S5を間にして接点Q5側と第1の端部2a側とに配置されている。
Further, in the present embodiment, at least one
さらに、本実施形態では、副切刃6の2つのニック10は、逃げ面4への開口部において着座面3側に最も凹んだ位置Mが、副切刃最凸点S6よりも、副切刃6の円弧状切刃部6aと直線状切刃部6bとの接点Q6側に配置されている。また、副切刃6の逃げ面4に開口する溝部8(第1、第2の溝部8A、8B)は、副切刃最凸点S6よりも、副切刃6の円弧状切刃部6aと直線状切刃部6bとの接点Q6側に開口しており、第1の溝部8Aは接点Q6を越えて、すくい面2の第2の端部2b側に開口している。
Furthermore, in the present embodiment, the position M of the two
さらにまた、副切刃6の少なくとも1つのニック10は、逃げ面4への開口部において着座面3側に最も凹んだ位置Mが、副切刃最凸点S6と、副切刃6の逃げ面4に開口する溝部8との間に配置されている。ここで、本実施形態では、副切刃6の2つのニック10のうち1つのニック10は、副切刃最凸点S6と第2の溝部8Bの副切刃6の逃げ面4への開口部との間に配置され、他の1つのニック10は上記接点Q6を越えて直線状切刃部6bに位置し、副切刃最凸点S6と第1の溝部8Aの副切刃6の逃げ面4への開口部との間に配置されている。
Furthermore, at least one
ここで、このような超硬合金等の硬質材料により形成された切削インサート1は、粉末冶金技術の基本的な工程に沿って製造される。すなわち、切削インサート1が超硬合金製の場合は、炭化タングステン粉末とコバルト粉末を主成分として、必要に応じてクロムやタンタル等を副成分とする顆粒状の造粒粉末を用いて、金型を用いた粉末プレス成形を行う。
Here, the cutting
こうして得られたプレス成形体は、適切な雰囲気と温度に制御された焼結炉内で所定の時間焼結することにより、切削インサート1となる焼結体を製造することができる。切削インサート1の基本的形状は上記金型の設計により反映され、切削インサート1の詳細形状は金型成形によって得られる。さらに、切削インサート1の刃先形状の高精度化を図るために、必要に応じて研削砥石を用いた研削加工を施すこともある。
The press-formed body thus obtained is sintered for a predetermined time in a sintering furnace controlled to an appropriate atmosphere and temperature, whereby a sintered body that becomes the cutting
このように構成された切削インサート1は、図9~図12に示すようにエンドミル本体11の先端部に形成されたインサート取付座12に着脱可能に取り付けられて本発明の刃先交換式ボールエンドミルの一実施形態を構成する。このエンドミル本体11は鋼材等の金属材料により形成され、その先端部は、基端側が軸線Oを中心とした円柱状とされるとともに、先端側は軸線O上に中心を有する基端側の円柱と等しい半径の凸半球状とされている。本実施形態の刃先交換式ボールエンドミルは、このエンドミル本体11が軸線O回りにエンドミル回転方向Tに回転させられつつ該軸線Oに交差する方向に送り出されることにより、インサート取付座12に取り付けられた切削インサート1によって被削材に切削加工を施す。
The cutting
ここで、本実施形態では、エンドミル本体11の先端部外周を切り欠くようにして2つのチップポケット13が形成されており、これらのチップポケット13のエンドミル回転方向Tを向く底面に、それぞれインサート取付座12が周方向に間隔をあけて互いに反対側に形成されている。そして、これら2つのインサート取付座12には、上記実施形態に基づく同形同大の1種の第1、第2の切削インサート1A、1Bがそれぞれ取り付けられる。
Here, in this embodiment, two
これらのインサート取付座12は、エンドミル回転方向Tを向く平坦な底面12aと、この底面12aからエンドミル回転方向Tに延びてエンドミル本体11の外周側を向く先端内周側の壁面12bおよび先端外周側を向く後端外周側の壁面12cとを備えている。壁面12b、12cは、底面12aから離れるに従いインサート取付座12の外側に傾斜する平面状に形成されており、底面12aに切削インサート1の着座面3を着座させた状態において、主切刃5と副切刃6の直線状切刃部5b、6bに連なる平面状の逃げ面4と円弧状切刃部5a、6aに連なる逃げ面4の着座面3側の平面部4aに当接可能とされている。
These insert mounting
また、これらの壁面12b、12cの間には、切削インサート1の湾曲した逃げ面4との接触を避けるために凹んだ凹部12dが形成されている。さらに、底面12aには、切削インサート1の取付孔7に挿通されるクランプネジ15がねじ込まれる図示されないネジ孔が形成されている。なお、このネジ孔の中心線は、上述のように切削インサート1の着座面3を底面12aに着座させて、主切刃5と副切刃6の直線状切刃部5b、6bに連なる平面状の逃げ面4と円弧状切刃部5a、6aに連なる逃げ面4の着座面3側の平面部4aを壁面12b、12cに当接させた状態で、切削インサート1の取付孔7の中心線よりも凹部12d側に僅かに偏心するようにされている。
A
これら2つのインサート取付座12のうち第1のインサート取付座12Aは、図9および図10に示すようにエンドミル本体11の先端部を、先端側で軸線Oを含む範囲まで切り欠くように形成されている。この第1のインサート取付座12Aには、第1の切削インサート1Aが、主切刃5の円弧状切刃部5aを軸線O近傍から延びて該軸線O上に中心を有する凸半球上に位置させるとともに、主切刃5の直線状切刃部5bをこの凸半球に接する軸線Oを中心とした円筒面上に位置させるようにして取り付けられる。
Of these two
従って、第1のインサート取付座12Aの壁面12bには第1の切削インサート1Aにおける副切刃6の直線状切刃部6bに連なる平面状の逃げ面4が当接させられ、壁面12cには第1の切削インサート1Aにおける副切刃6の円弧状切刃部6aの逃げ面4の平面部4aが当接させられる。
Therefore, the
そして、この第1のインサート取付座12Aの底面12aには、第1の切削インサート1Aの着座面3に形成された溝部8の壁面が当接可能な第1の凸部14Aが、上記ネジ孔と壁面12cとの間に突出するとともに、エンドミル本体11の先端部の外周面から上記凹部12dに向けて該凹部12dの手前にまで凹部12dと間隔をあけて延びるように形成されている。従って、この第1の凸部14Aには、第1の切削インサート1Aの着座面3に形成された溝部8のうち第2の溝部8Bが当接することになり、第1のインサート取付座12Aに第1の溝部8Aが当接する凸部は形成されてはいない。
On the
ここで、この第1の凸部14Aは、該第1の凸部14Aが延びる方向に直交する断面がエンドミル回転方向Tに偏平した略長方形状をなしており、全体が幅狭部9とされた第2の溝部8Bに対して、この第2の溝部8Bが延びる方向の上記他端側から上記一端側(エンドミル本体11の内周側から外周側)に向かうに従い全体的に幅広となるように形成されている。
Here, the first
ただし、この第1の凸部14Aの幅(第1の凸部14Aが延びる方向に直交する方向の幅)は、第2の溝部8Bが延びる方向において第1の凸部14Aに当接する位置での幅(第2の溝部8Bが延びる方向に直交する方向での幅)よりも僅かに小さくされており、第1の凸部14Aの底面12aからの突出高さも第1の切削インサート1Aの着座面3からの第2の溝部8Bの深さよりも僅かに小さくされている。
However, the width of the
一方、2つのインサート取付座12のうち第2のインサート取付座12Bは、その先端部が、図10および図11に示すようにエンドミル本体11の先端側において軸線Oから外周側に僅かに離れた位置から形成されている。この第2のインサート取付座12Bには第2の切削インサート1Bが、その副切刃6の円弧状切刃部6aを軸線Oから離れた位置から第1の切削インサート1Aの主切刃5の円弧状切刃部5aが位置する上記凸半球上に位置させるとともに、この副切刃6の直線状切刃部6bを第1の切削インサート1Aの主切刃5の直線状切刃部5bが位置する上記円筒面上に位置させるようにして取り付けられる。
On the other hand, the tip of the second
従って、第2のインサート取付座12Bの壁面12bには第2の切削インサート1Bの主切刃5の直線状切刃部5bに連なる平面状の逃げ面4が当接させられ、壁面12cには第2の切削インサート1Bの主切刃5の円弧状切刃部5aの逃げ面4の平面部4aが当接させられる。
Therefore, the
そして、この第2のインサート取付座12Bの底面12aには、上記ネジ孔よりも先端側に第2の凸部14Bが形成されるとともに、ネジ孔と壁面12cとの間には第3の凸部14Cが形成されている。これら第2、第3の凸部14B、14Cも、エンドミル本体11の先端部の外周面から内周側に向かって延びて、第2の凸部14Bは第2のインサート取付座12Bの壁面12bの手前にまで該壁面12bと間隔をあけ、また第3の凸部14Cは第2のインサート取付座12Bの凹部12dの手前にまで該凹部12dと間隔をあけて形成されている。従って、第2の凸部14Bには第2の切削インサート1Bの第2の溝部8Bが当接し、第3の凸部14Cには第2の切削インサート1Bの第1の溝部8Aが当接する。
A second
また、これら第2、第3の凸部14B、14Cも、第2、第3の凸部14B、14Cが延びる方向に直交する断面がエンドミル回転方向Tに偏平した略長方形状をなしており、このうち第2の凸部14Bは、当接する第2の切削インサート1Bの第2の溝部8Bの全体が幅狭部9とされているのに対して、この第2の溝部8Bが延びる方向の上記他端側から上記一端側(エンドミル本体11の外周側から内周側)に向かうに従い全体的に幅広となるように形成されている。なお、第3の凸部14Cの幅は、この第3の凸部14Cが延びる方向に亙って一定である。
Further, the second and
さらに、これら第2、第3の凸部14B、14Cの幅(第2、第3の凸部14B、14Cが延びる方向に直交する方向の幅)も、第2、第1の溝部8B、8Aが延びる方向において第2、第3の凸部14B、14Cに当接する位置での幅(第2、第1の溝部8B、8Aが延びる方向に直交する方向での幅)よりも僅かに小さくされている。また、第2のインサート取付座12Bの底面12aからの第2、第3の凸部14B、14Cの突出高さも第2の切削インサート1Bの着座面3からの第2、第1の溝部8B、8Aの深さよりも僅かに小さくされている。
Furthermore, the widths of the second and
このような第1、第2のインサート取付座12A、12Bに第1、第2の切削インサート1A、1Bが上述のように着座させられて、倒立した円錐台状の頭部を有するクランプネジ15を取付孔7に挿通して上記ネジ孔にねじ込んでゆくと、このネジ孔の中心線が切削インサート1の取付孔7の中心線よりも凹部12d側に僅かに偏心していることから、切削インサート1は凹部12d側に押し付けられる。
The first and second cutting inserts 1A and 1B are seated on the first and second
このとき、第1のインサート取付座12Aにおいては、第1の切削インサート1Aの副切刃6の直線状切刃部6bに連なる逃げ面4と円弧状切刃部6aに連なる逃げ面4の平面部4aが壁面12b、12cにそれぞれ押圧される。また、第2のインサート取付座12Bにおいては、第2の切削インサート1Bの主切刃5の直線状切刃部5bに連なる逃げ面4が壁面12bに押圧され、主切刃5の円弧状切刃部5aに連なる逃げ面4の平面部4aが壁面12cに押圧される。
At this time, in the first
そして、これとともに、第1のインサート取付座12Aにおいては、第1の凸部14Aに第1の切削インサート1Aの第2の溝部8Bがエンドミル本体11の先端側から当接する。従って、この第1の凸部14Aには、そのエンドミル本体11の先端側を向く側面14aに第1の切削インサート1Aの第2の溝部8Bにおける第2の壁面8bが当接し、第2の溝部8Bにおける第1の壁面8aと第1の凸部14Aとの間には僅かな間隔があけられることになる。
Along with this, the
また、第2のインサート取付座12Bにおいては、第2、第3の凸部14B、14Cに第2の切削インサート1Bの第2、第1の溝部8B、8Aが同じくエンドミル本体11の先端側から当接する。従って、第2、第3の凸部14B、14Cには、そのエンドミル本体11の先端側を向く側面14aに第2、第1の溝部8B、8Aの第1の壁面8aがそれぞれ当接し、第2、第1の溝部8B、8Aの第2の壁面8bと第2、第3の凸部14B、14Cとの間には僅かな間隔があけられる。このように、第1~第3の凸部14A~14Cに第1、第2の溝部8A、8Bが当接することにより、切削加工時の負荷による切削インサート1のずれ動きを防止することができる。
Also, in the second
このように構成される刃先交換式ボールエンドミルにおいては、上述のように第2の切削インサート1Bが、その副切刃6の円弧状切刃部6aを第1の切削インサート1Aの主切刃5の円弧状切刃部5aが位置する凸半球上に位置させるとともに、直線状切刃部6bを第1の切削インサート1Aの主切刃5の直線状切刃部5bが位置する円筒面上に位置させるようにして取り付けられる。
In the indexable ball end mill configured as described above, the
そして、これら第1、第2の切削インサート1A、1Bは、互いの主切刃5と副切刃6の円弧状切刃部5a、6aの中心Pを一致させるとともに、これらの円弧状切刃部5a、6aと直線状切刃部5b、6bを重ね合わせて見た場合に、重ね合わされた一方の切削インサート1の主切刃5に達するニック10と他方の切削インサート1の副切刃6に達するニック10とが、互いに重なり合わずに、ニック10の間に延びる切刃と重なり合うようにされている。
These first and second cutting inserts 1A and 1B are arranged such that the centers P of the arcuate
このため、エンドミル本体11の1刃当たりの送り量を、すくい面2に対向する平面視におけるニック10の切刃からの後退量よりも小さくすることにより、ニック10の着座面3側に最も凹んだ位置Mが被削材に切り込まれることがなくなり、切屑を分断して生成することができるとともに、切削抵抗の低減を図ることができる。なお、被削材の加工面にはニック10によって削り残された部分に突条が残されるが、この突条は、エンドミル本体が1/2回転して反対側の切削インサート1の切刃が切り込まれることにより、切削されて除去される。
Therefore, by setting the feed amount per blade of the
そして、上記構成の切削インサート1および刃先交換式ボールエンドミルでは、周方向の長さが副切刃6の円弧状切刃部6aよりも長くされた主切刃5の円弧状切刃部5aに達するニック10が、この主切刃5の基本形状における円弧状切刃部5aが着座面3に対して最も凸となる主切刃最凸点S5とは異なった位置に配置されている。このため、主切刃は、この主切刃最凸点S5から被削材に切り込まれることになり、ニック10の端部から被削材に切り込まれることがない。
In the
従って、円弧状切刃部5aの周方向の長さが長い主切刃5によって主たる切削が行われる場合に、主切刃5に大きな切削負荷が作用しても、この主切刃5が被削材に食い付く際にはニック10の端部に大きな衝撃的切削負荷が作用することはなく、このニック10の端部から切削インサート1に欠損等の損傷が生じるのを防ぐことができる。このため、上記構成の切削インサート1および刃先交換式ボールエンドミルによれば、長期に亙って安定した切削加工を行うことが可能となる。
Therefore, when main cutting is performed by the
また、このように主切刃5のニック10を主切刃最凸点S5とは異なった位置に形成するのに、本実施形態では、主切刃5の少なくとも1つのニック10が、主切刃最凸点S5よりも、円弧状切刃部5aと直線状切刃部5bとの接点Q5とは反対の第1の端部2a側に配置されている。このため、主切刃5の円弧状切刃部5aにおける主切刃最凸点S5から被削材に切り込まれて生成される切屑が伸延したり、幅広となったりしないように分断することができ、確実な切削抵抗の低減を図ることができる。
In this embodiment, at least one
さらに、本実施形態では、主切刃5において、上記平面視に円弧状切刃部5aの中心Pを通り直線状切刃部5bに平行な回転軸回りの回転軌跡の上記回転軸に沿った断面、すなわちエンドミル本体11の軸線O回りの主切刃5の回転軌跡の軸線Oに沿った断面において、上記回転軸のうち円弧状切刃部5aの中心Pから円弧状切刃部5aにおける直線状切刃部5bとの接点Q5とは反対の第1の端部2a側に延びる部分、すなわち軸線Oの中心Pからエンドミル本体11の先端側に延びる部分と、上記中心Pと主切刃最凸点S5とを結ぶ直線L5とが、43°~47°の範囲内の角度θ5で交差している。このため、主切刃5を円弧状切刃部5aの略中央から被削材に切り込ませることができ、切削抵抗を確実に低減することができる。
Furthermore, in the present embodiment, in the
すなわち、この角度θ5が47°を上回る範囲にあったり、43°を下回る範囲にあったりすると、主切刃最凸点S5が円弧状切刃部5aにおける直線状切刃部5bとの接点Q5側、あるいはこの接点Q5とは反対の第1の端部2a側に位置しすぎてしまう。このため、主切刃5の円弧状切刃部5aが刃先交換式ボールエンドミルの後端外周側や先端内周側から被削材に切り込まれることになり、切削抵抗を十分に低減することができなくなるおそれがある。
That is, when the angle θ5 is in the range of more than 47° or less than 43°, the point S5 of the main cutting edge is the point of contact Q5 between the
一方、本実施形態では、副切刃6の円弧状切刃部6aも、ニック10を除いて副切刃6の直線状切刃部6bから離れるに従い着座面3側から離れた後に着座面3側に近づく凸曲線状に形成された基本形状を有している。このため、主切刃5の円弧状切刃部5aと同様に、副切刃6の円弧状切刃部6aも、この基本形状において着座面3に対して最も凸となる副切刃最凸点S6から被削材に切り込まれることになるので、切削抵抗の低減を図ることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the arc-shaped
そして、本実施形態では、副切刃6のすくい面2にも、副切刃6に達して逃げ面4に開口する凹溝状のニック10が形成されるとともに、この副切刃6のニック10も、副切刃最凸点S6とは異なった位置に形成されている。このため、主切刃5の円弧状切刃部5aと同様に、副切刃6の円弧状切刃部6aも副切刃最凸点S6から被削材に切り込まれることになり、食い付きの際に副切刃6のニック10の端部に衝撃的切削負荷が作用することがなくなって、この副切刃6のニック10の端部からの切削インサート1の損傷も防止することができる。
In the present embodiment, a groove-shaped
ただし、副切刃6の円弧状切刃部6aは周方向の長さが主切刃5の円弧状切刃部5aよりも短く、主切刃5よりも作用する切削負荷が小さいので、本実施形態のようにニック10の全体が副切刃最凸点S6とは異なった位置になくても、副切刃6のニック10の着座面3側に最も凹んだ位置Mが、副切刃最凸点S6と一致せずに異なった位置に配置されていれば、副切刃6のニック10の端部から切削インサート1に欠損等の損傷が生じるのを防ぐことができる。
However, the arcuate
また、本実施形態では、この副切刃6のニック10は、逃げ面4への開口部において着座面3側に最も凹んだ位置Mが、副切刃最凸点S6よりも副切刃6の円弧状切刃部6aと直線状切刃部6bとの接点Q6側に配置されている。上述のように、この副切刃6の円弧状切刃部6aは主切刃5の円弧状切刃部5aよりも周方向の長さが短いので、こうして副切刃6のニック10の着座面3側に最も凹んだ位置Mを、主切刃の円弧状切刃部5aとは逆に、副切刃6の円弧状切刃部6aと直線状切刃部6bとの接点Q6側に配置することにより、この副切刃6の円弧状切刃部6aによって生成される切屑を略等しい幅に分断することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the
さらにまた、本実施形態では、この副切刃6においても、平面視に副切刃6の円弧状切刃部6aの中心Pを通り直線状切刃部6bに平行な回転軸回りの副切刃6の回転軌跡の上記回転軸に沿った断面、すなわちエンドミル本体11の軸線O回りの副切刃6の回転軌跡の軸線Oに沿った断面において、上記回転軸のうち副切刃6の円弧状切刃部6aの中心Pから円弧状切刃部6aにおける直線状切刃部6bとの接点Q6とは反対の端部側に延びる部分、すなわちエンドミル本体11の先端側に延びる部分と、上記中心Pと副切刃最凸点S6とを結ぶ直線L6とが、43°~47°の範囲内の角度θ6で交差している。このため、主切刃5と同様に副切刃6の円弧状切刃部6aを、その略中央から被削材に切り込ませることができるので、切削抵抗を確実に低減することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
すなわち、主切刃5の場合と同様に、この角度θ6が47°を上回る範囲にあったり、43°を下回る範囲にあったりすると、副切刃最凸点S6が円弧状切刃部6aにおける直線状切刃部6bとの接点Q6側や、この接点Q6とは反対の第2の端部2b側に位置しすぎてしまい、副切刃6の円弧状切刃部6aが刃先交換式ボールエンドミルの後端外周側や先端内周側から被削材に切り込まれることになって、切削抵抗を十分に低減することができなくなるおそれがある。
That is, as in the case of the
一方、本実施形態においては、すくい面2に形成されたニック10の逃げ面4への開口部における着座面3側に最も凹んだ位置Mが、すくい面2側からの透視図において、図14に示したように着座面3に形成された溝部8の逃げ面4への開口部とは異なる位置に配置されている。すなわち、切刃が延びる方向において、ニック10の着座面3側に最も凹んだ位置Mが溝部8の逃げ面4への開口部と重なることがない。
On the other hand, in the present embodiment, the most recessed position M toward the
このため、ニック10の最も凹んだ位置Mと着座面3との間において、切削インサート1の肉厚を確保して強度を維持することができるので、これにより、ニック10の近傍部分における切刃に大きな切削負荷が作用して、この切削負荷がニック10の最も凹んだ位置Mから着座面3側に伝播しても、溝部8との間で切削インサート1に欠損等の損傷が生じるのを防ぐことができる。従って、上記構成の切削インサート1および刃先交換式ボールエンドミルによれば、このような大きな切削負荷が作用する切削条件下でも、長期に亙って安定した切削加工を行うことができる。
For this reason, between the most recessed position M of the
特に、本実施形態では、これらのニック10は、着座面3側に最も凹んだ上記位置Mだけではなく、逃げ面4への開口部全体が、すくい面2側からの透視図において、溝部8の逃げ面4への開口部と重なり合わないように形成されている。このため、ニック10と溝部8とが部分的にでも重なり合うことによって切削インサート1に肉厚が薄い部分が形成されるのを防ぐことが可能となり、欠損等の損傷の発生を一層確実に防止することができる。
In particular, in the present embodiment, these
ただし、上記と同様に、特に主切刃5と比べて円弧状切刃部6aの周方向の長さが短くて作用する切削負荷も小さくなる副切刃6においては、ニック10の着座面3側に最も凹んだ位置Mが溝部8と重なり合っていなければ、上述したようにニック10の着座面3側に最も凹んだ位置Mから離れた縁部や端部がすくい面2側からの透視図において溝部8の逃げ面4への開口部と僅かに重なり合っていてもよい。
However, in the same manner as described above, especially in the
また、本実施形態の切削インサートにおいては、溝部8のうち第2の溝部8Bが、この第2の溝部8Bが延びる方向の一端側から他端側に向かうに従い溝幅が狭くなる幅狭部9を有している。これにより、この幅狭部9の溝幅が狭くなる他端側においては切削インサート1の肉厚を確保して応力を分散し、強度の向上を図ることができる。
In addition, in the cutting insert of this embodiment, the
一方、逆に幅狭部9の一端側では溝幅が広くなるので、刃先交換式ボールエンドミルのエンドミル本体11において、上記第1の凸部14Aを、第2の溝部8Bの幅狭部9が当接する部分で、第2の溝部8Bが延びる方向の他端側から上記一端側に向かうに従い幅広となるように形成することにより、切削加工時の負荷に対する取付剛性を高めて切削インサート1のずれ動きを確実に防止することが可能となる。
On the other hand, on the one end side of the
さらに、本実施形態では、主切刃5においては、すくい面2側からの透視図において、ニック10は、逃げ面4への開口部における着座面3側に最も凹んだ位置Mが、第2の溝部8Bの開口部よりも、円弧状切刃部5aにおける直線状切刃部5bとの接点Q5とは反対の第1の端部2a側に配置されている。
Furthermore, in this embodiment, in the perspective view from the
このため、主切刃5のニック10の着座面側に最も凹んだ位置Mは、第2の溝部8Bの開口部よりも主切刃5における円弧状切刃部5a側において、第2の溝部8Bの逃げ面4への開口部とは異なる位置に配置されることになる。従って、副切刃6よりも周方向の長さが長くなる主切刃5の円弧状切刃部5aにニック10が形成されていても、このような周方向の長さの長い主切刃5の円弧状切刃部5aに作用する大きな切削負荷による切削インサート1の損傷を確実に防止することが可能となる。
Therefore, the position M of the
特に、本実施形態では、このように構成されている場合に、主切刃5において、直線状切刃部5bの逃げ面4だけに第2の溝部8Bが開口しているとともに、円弧状切刃部5aのすくい面2だけにニック10が形成されている。このため、副切刃6よりも周方向の長さが長い主切刃5の円弧状切刃部5aによって生成される伸延した切屑や、幅広の切屑を確実に分断することが可能となるとともに、この主切刃5の円弧状切刃部5aの逃げ面4には溝部8が開口することがなくなるので、切削インサート1の損傷も一層確実に防止することが可能となる。
In particular, in the case of this embodiment, in the
さらに、本実施形態では、副切刃6の逃げ面4に開口する溝部8(第1、第2の溝部8A、8B)は、副切刃最凸点S6よりも、副切刃6の円弧状切刃部6aと直線状切刃部6bとの接点Q6側に開口している。このため、上述のように副切刃最凸点S6から副切刃6が被削材に切り込まれる際に、この副切刃最凸部S6とは反対側の着座面3が、副切刃6の逃げ面4に開口する溝部8によって第2のインサート取付座12Bの底面12aに支持されなくなるのを防ぐことができ、副切刃6の円弧状切刃部6aにおける副切刃最凸点S6の支持剛性の向上を図ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the grooves 8 (the first and
さらにまた、副切刃6の少なくとも1つのニック10は、本実施形態では、逃げ面4への開口部において着座面3側に最も凹んだ位置Mが、副切刃最凸点S6と、副切刃6の逃げ面4に開口する溝部8(第2の溝部8B)との間に配置されている。これにより、副切刃最凸点S6から被削材に切り込まれて生成された切屑を、溝部8(第2の溝部8B)との間のニック10によって直ぐに分断することができ、溝部8が開口していることによって第2のインサート取付座12Bの底面12aに支持されていない部分の副切刃6に作用する切削負荷の軽減を図ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, at least one
1(1A、1B) 切削インサート
2 すくい面
3 着座面
4 逃げ面
5 主切刃
5a 主切刃5の円弧状切刃部
5b 主切刃5の直線状切刃部
6 副切刃
6a 副切刃6の円弧状切刃部
6b 副切刃6の直線状切刃部
7 取付孔
8、8A、8B 溝部
9 幅狭部
10 ニック
11 エンドミル本体
12(12A、12B) インサート取付座
14A、14B、14C 凸部
M ニック10の着座面3側に最も凹んだ位置
P 主切刃5と副切刃6の円弧状切刃部5a、6aがなす円弧の中心
Q5 主切刃5の円弧状切刃部5aと直線状切刃部5bとの接点
Q6 副切刃6の円弧状切刃部6aと直線状切刃部6bとの接点
S5 主切刃最凸点
S6 副切刃最凸点
L5 中心Pと主切刃最凸点S5とを結ぶ直線
L6 中心Pと副切刃最凸点S6とを結ぶ直線
θ5 主切刃5の円弧状切刃部5aの中心Pを通り、直線状切刃部5bに平行な回転軸回りの主切刃5の回転軌跡の回転軸に沿った断面における中心Pから接点Q5とは反対の端部側に延びる部分と直線L5とが交差する角度
θ6 副切刃6の円弧状切刃部6aの中心Pを通り、直線状切刃部6bに平行な回転軸回りの副切刃6の回転軌跡の回転軸に沿った断面における中心Pから接点Q6とは反対の端部側に延びる部分と直線L6とが交差する角度
O エンドミル本体11の軸線
T エンドミル回転方向
1 (1A, 1B) cutting insert 2 rake face 3 seating surface 4 flank face 5 major cutting edge 5a arc-shaped cutting edge portion of major cutting edge 5 5b linear cutting edge portion of major cutting edge 5 6 minor cutting edge 6a minor cutting edge Circular cutting edge portion 6b of blade 6 Linear cutting edge portion of minor cutting edge 6 7 Mounting hole 8, 8A, 8B Groove 9 Narrow portion 10 Nick 11 End mill body 12 (12A, 12B) Insert mounting seat 14A, 14B, 14C Protrusion M Position of nick 10 that is most recessed toward seating surface 3 P Center of arc formed by arcuate cutting edge portions 5a and 6a of major cutting edge 5 and minor cutting edge 6 Q5 arcuate cutting edge of major cutting edge 5 Contact point between portion 5a and linear cutting edge portion 5b Q6 Contact point between arcuate cutting edge portion 6a of minor cutting edge 6 and linear cutting edge portion 6b S5 Most convex point of major cutting edge S6 Most convex point of minor cutting edge L5 Center Straight line connecting P and major cutting edge convexity point S5 Straight line connecting center P and minor cutting edge convexity point S6 The angle at which the straight line L5 intersects the portion extending from the center P to the end opposite to the contact point Q5 in the cross section along the rotation axis of the rotation locus of the main cutting edge 5 about the rotation axis parallel to the portion 5b. From the center P of the cross section along the rotation axis of the rotation trajectory of the
Claims (6)
上記エンドミル本体の回転方向に向けられるすくい面と、このすくい面とは反対側を向いて上記インサート取付座の底面に着座される着座面と、これらすくい面と着座面との周囲に延びる逃げ面とを備え、
上記すくい面と上記逃げ面との交差稜線部には、上記すくい面に対向する方向から見た平面視において円弧状に延びる円弧状切刃部と、この円弧状切刃部に接するように延びる直線状切刃部とをそれぞれ備えた2つの切刃が、上記円弧状切刃部と直線状切刃部を上記すくい面の周方向に交互に位置させて形成されており、
上記2つの切刃のうち一方は主切刃とされるとともに他方は副切刃とされ、
上記主切刃の円弧状切刃部は、上記副切刃の円弧状切刃部に対して等しい半径で周方向の長さが長く形成されていて、
上記主切刃のすくい面には、該主切刃に達して上記逃げ面に開口する凹溝状のニックが形成されるとともに、
少なくとも上記主切刃においては、上記円弧状切刃部が、上記ニックを除いて上記直線状切刃部から離れるに従い上記着座面側から離れた後に該着座面側に近づく凸曲線状に形成された基本形状を有しており、
上記ニックは、上記主切刃の基本形状における円弧状切刃部が上記着座面に対して最も凸となる主切刃最凸点とは異なった位置に配置されており、
上記主切刃においては、上記平面視に上記円弧状切刃部の中心を通り上記直線状切刃部に平行な回転軸回りの該主切刃の回転軌跡の上記回転軸に沿った断面において、
上記回転軸のうち上記円弧状切刃部の中心から該円弧状切刃部における上記直線状切刃部との接点とは反対の端部側に延びる部分と、上記中心と上記主切刃最凸点とを結ぶ直線とが、43°~47°の範囲内の角度で交差していることを特徴とする切削インサート。 A cutting insert detachably attached to an insert mounting seat formed at the tip of an end mill body of an indexable ball end mill that rotates around an axis,
A rake face directed in the direction of rotation of the end mill body, a seating surface facing the opposite side of the rake face and seated on the bottom surface of the insert mounting seat, and a flank extending around the rake face and the seating face. and
An arcuate cutting edge portion extending in an arcuate shape in a plan view viewed from the direction facing the rake surface and an arcuate cutting edge portion extending in contact with the arcuate cutting edge portion are provided at the intersecting ridgeline portion between the rake face and the flank face. two cutting edges each having a linear cutting edge portion are formed by alternately positioning the arcuate cutting edge portion and the linear cutting edge portion in the circumferential direction of the rake face,
One of the two cutting edges is a major cutting edge and the other is a minor cutting edge,
The arc-shaped cutting edge portion of the major cutting edge is formed to have a longer circumferential length with a radius equal to that of the arc-shaped cutting edge portion of the minor cutting edge,
The rake face of the main cutting edge is formed with a groove-like nick that reaches the main cutting edge and opens to the flank face,
At least in the main cutting edge, the arc-shaped cutting edge portion is formed in a convex curved shape that moves away from the seating surface side and then approaches the seating surface side as it separates from the linear cutting edge portion except for the nick. has a basic shape,
The nick is arranged at a position different from the most convex point of the main cutting edge where the arcuate cutting edge portion in the basic shape of the main cutting edge is most convex with respect to the seating surface ,
In the main cutting edge, in the cross section along the rotation axis of the rotation locus of the main cutting edge around the rotation axis that passes through the center of the arc-shaped cutting edge portion in plan view and is parallel to the linear cutting edge portion ,
A portion of the rotating shaft extending from the center of the arc-shaped cutting edge portion to the end portion side opposite to the contact point of the arc-shaped cutting edge portion with the linear cutting edge portion; A cutting insert characterized in that a straight line connecting the convex points intersects at an angle within the range of 43° to 47° .
上記副切刃の円弧状切刃部は、上記ニックを除いて該副切刃の直線状切刃部から離れるに従い上記着座面側から離れた後に該着座面側に近づく凸曲線状に形成された基本形状を有しており、
上記副切刃のニックは、上記逃げ面への開口部において上記着座面側に最も凹んだ位置が、この副切刃の基本形状における円弧状切刃部が上記着座面に対して最も凸となる副切刃最凸点とは異なった位置に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の切削インサート。 A groove-shaped nick that reaches the minor cutting edge and opens to the flank is formed on the rake face of the minor cutting edge,
Except for the nick, the arc-shaped cutting edge portion of the minor cutting edge is formed in a convex curved shape that moves away from the seating surface side and then approaches the seating surface side as it separates from the linear cutting edge portion of the minor cutting edge. has a basic shape,
The nick of the minor cutting edge is such that the most recessed position toward the seating surface in the opening to the flank is the most convex of the arcuate cutting edge portion in the basic shape of the minor cutting edge with respect to the seating surface. 3. The cutting insert according to claim 1, wherein the cutting insert is arranged at a position different from the most convex point of the minor cutting edge.
上記回転軸のうち上記円弧状切刃部の中心から該円弧状切刃部における上記直線状切刃部との接点とは反対の端部側に延びる部分と、上記中心と上記副切刃最凸点とを結ぶ直線とが、43°~47°の範囲内の角度で交差していることを特徴とする請求項3または4に記載の切削インサート。 In the minor cutting edge, in the cross section along the rotation axis of the rotation locus of the major cutting edge around the rotation axis passing through the center of the arcuate cutting edge and parallel to the linear cutting edge in plan view ,
A portion of the rotating shaft extending from the center of the arc-shaped cutting edge portion to the end portion side of the arc-shaped cutting edge portion opposite to the contact point with the linear cutting edge portion; 5. The cutting insert according to claim 3, wherein the straight line connecting the convex points intersects at an angle within the range of 43° to 47°.
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